电子迷网讯(张慧娟)2020年是一个神奇的年份,IT基础设施遭遇重大挑战。新冠疫情之下,不得不保持的社交距离带来了生活和工作的彻底改变。从网络购物、娱乐、社交,到工作、学习,人们对网络的依赖几乎无处不在。
算力目前已成为刚需,重度依赖之下,支撑网络的整个基础设施都在重构,晶体管不是终极解决方案,当下最重要的是让计算资源可分配、可调度,软件虚拟化技术带来的改变立竿见影,虚拟化GPU有望加速应用规模化。
企业对 GPU 的需求将比以往更加强劲
远程办公为何需要“桌面虚拟化”或“应用虚拟化”?从微信小程序的角度去理解,就是将应用推送到云端,在手机上虚拟出一个界面,通过小程序连接互联网即可使用,无需在本地安装APP。虽然智能手机已经非常普及,但硬件配置千差万别,对于存储容量有限的手机来说,小程序带来的体验提升显而易见。
中国区高级技术营销经理石成秋告诉我们,桌面虚拟化也是如此。传统的物理计算设备(如台式电脑、笔记本电脑或服务器)使用 GPU 来执行复杂的计算过程,例如运行 3D 应用程序或直播视频。但对于远程工作的专业人士来说,这并不是一个理想的选择,因为将 GPU 与物理设备绑定会限制移动性和灵活性。许多远程工作的用户可能没有性能和存储容量非常强大的本地设备,因此他们需要将应用程序甚至桌面推送到云端和虚拟化产品上。
预计今年在疫情之下,虽然零售、实体行业对于GPU的需求可能因为各类实体渠道的限制,或是法律法规的管控而略有减少,但数据中心的需求将更加旺盛,企业端对于GPU的需求可能会比以前更加激烈。
判断依据是,在目前的情况下,企业会空前重视数据中心或者公有云的GPU部署,因为越来越多的应用会迁移到云端虚拟化工作场景。无论是企业内部,还是企业客户,对图形图像的依赖越来越大。尤其在5G普及之后,用户需求更加多样化,品质要求更高。可能传统情况下,提供一张图片就够了,但未来需要动画;或者过去简单的动画就够了,但未来需要电影级渲染的动画。远程办公虚拟化是一个比较重要的解决方案,可以帮助人们在远程办公的同时,享受GPU加速带来的便利。
虚拟机早就存在了,但为什么过去只虚拟了CPU,没有虚拟GPU呢?石承秋说,主要是因为用户没有意识到必要性。就像过去相当长时间存在的集成显卡笔记本电脑,各种演示和案例都证明“有GPU比没有GPU更能提高生产力”,而今天,广大用户也终于意识到了独立显卡的重要性。对于虚拟机用户来说也是如此,他们以为有了虚拟桌面,就能运行各种企业应用,一个CPU就够了,但结果发现跑起来慢得跟蜗牛一样,虚拟化GPU的需求自然就体现出来了。
黄仁勋在“推介GPU”时曾多次提到“买得越多,省得越多”。石承球认为,这不是玩笑、梗,而是实实在在帮助用户节省IT投入的举措。无论是AI、仿真、还是渲染,相比传统CPU节点服务器,都能为用户节省不少成本。因此他建议,不仅需要虚拟化的CPU,更重要的是需要虚拟化的GPU,帮助用户在虚拟机上体验到以前只能在物理工作站、物理超算PC工作站或者物理图形工作站上享受到的GPU加速性能。
虚拟 GPU 如何满足多样化的需求,无论是轻还是重、是近还是远?
用户对工作负载的要求千差万别,无论是轻还是重、是近还是远,如何满足这些要求?不同的 vGPU 软件 可以满足各种虚拟化用例的不同要求。90 天免费虚拟 GPU 软件评估 从 128 个扩展到 500 个,主要提供三类专用虚拟 GPU(vGPU)软件:
(1)GRID虚拟PC/应用:面向知识型员工,通过GPU为远程用户提供虚拟化的系统和应用程序,并能提供与配备独立显卡的物理计算机相似的性能,实现响应迅速的虚拟桌面基础架构(VDI),最大限度地优化图形、视频等典型办公应用。
(2)虚拟数据中心工作站(vDWS):针对使用高级图形应用程序的创作者和技术专业人员,从数据中心提供工作站级的GPU加速性能,帮助分散的团队进行协作并从任何设备实时安全地访问应用程序和数据。
过去,虚拟化技术只能将一个 GPU 虚拟成多个 GPU,供许多用户使用。但如今,GPU 可以反向虚拟化,将多个物理 GPU 虚拟成一个更大、更强大的 GPU,供特定用户使用。换言之,GPU 负载可以分散、堆叠,数据可以快速、大规模共享,而这些数据都可以提供给最新的、前端的、用户端需要的用户。例如,10 位色彩精度支持以前需要专业图形工作站搭配显示设备才能实现,但现在 vDWS 可以做到。
性能方面,如果使用8块RTX 8000显卡搭配vDWS软件,算力可以提升到CPU的16倍,可以大幅减少渲染时间。
从生态上看,vDWS目前支持主流的ISV应用程序和管理监控工具,这些都可以从经过认证的服务器解决方案中获得。

(3)软件:数据中心管理员可以在虚拟环境中的 GPU 服务器上运行 AI 工作负载,通过 GPU 加速服务器虚拟化,以支持 AI、深度学习、数据科学和高性能计算服务器虚拟化。
借助(),用户可以获得运行这些工作负载所需的 GPU 加速性能。数据中心管理员可以在虚拟环境中的 GPU 服务器上运行 AI 工作负载,进一步提高计算的安全性、利用率和可管理性。IT 管理员可以更轻松地管理 GPU 加速的虚拟化服务器,同时保留现有工作负载并降低总体运营成本。与仅使用 CPU 的服务器相比,四块 V100 GPU 将深度学习速度提高了 50 倍,性能接近裸机水平。
虚拟与现实相结合,为前沿需求注入动力和速度
通过虚拟GPU软件和RTX服务器,可支持加速渲染、虚拟工作站、AI与数据科学、AR/VR、5G、CAE/混合工作负载等各类数据中心负载的加速任务。
设计与工程应用可在云端、企业数据中心、传统桌面、移动工作站等进行加速,据悉全球90%的专业工作站均由进行加速。
石承秋介绍,RTX 诞生于对移动性和远程控制的需求,其品牌承诺是成为一个具有标准架构的开放平台,可以安装所有数百种现有的 ISV 程序。RTX 允许创意和设计用户在 200 多款 RTX 产品上使用 GPU 加速渲染,其中 45 款产品可以使用 RTX 技术以及最新一代技术中的各种核心来帮助他们加速应用程序,包括 AI 应用程序和实时光线追踪。
此外还有RTX虚拟化技术,该技术基于多块RTX GPU,堆叠大量GPU,通过GPU共享,实现单块GPU驱动多台虚拟机,最大化利用率和负载能力,满足从AI、深度学习到数据科学、高性能计算等需求。
由于疫情原因,每年一度的 GTC 大会都改为线上模式。这意味着数百场技术演讲、技术演示、案例演示,甚至帮助用户入门的模拟实验室环境,都需要在云端搭建。本次云端系列讲座和实验室,是分布式远程移动办公、大规模用户同时访问云端资源的典型案例,也是一次远程办公的体验。
随着5G的普及,桌面虚拟化的需求将更加繁荣,也更加容易实现
石承秋表示,虽然国内网络带宽能力已经大大增强,但将GPU虚拟化到桌面仍然是目前面临的最大问题。由于网络延迟面临极大挑战,每一条指令都要从本地端传输到云端再到物理桌面/客户端。现在需要做的就是降低延迟,缩短用户的等待时间。
针对以上问题,提出了新的解决方案,对RTX和硬件进行了新一代的升级,可以支持实时8K RED格式的加解密。当然这还要靠网络跳转路由节点,以及整个延迟的降低,需要全方位的增强。石承秋指出,5G正在国内大规模普及,所以这个痛点也会得到更好的解决。如今将GPU虚拟化到桌面可能比以往任何时候都要容易。
随着5G的普及,移动办公的便捷性提升,桌面虚拟化的需求肯定比以前更加旺盛。石成秋认为,企业虚拟化GPU的重点主要在:便于大规模部署、大规模实时在线热迁移和热管理,因此他们会更大程度地考虑可管理性、易用性和可扩展性。
至于虚拟化大规模部署是否会影响物理GPU的使用?史承秋认为,两者永远是相辅相成的,无论是云端还是物理端,无论是远端还是本地,对GPU的需求永远旺盛。这也可以从用户的使用习惯推断出来,如今大多数用户都拥有不止一台电子设备,就像双卡双待手机的发展一样,如今几乎99%的手机都有这个功能,甚至苹果都有双卡双待,这主要由用户需求的多样性决定。相信本地GPU的需求并不会因为虚拟化GPU而迅速减少,仍会继续在两条线上发力。
结论
新冠疫情的全球蔓延,导致全球企业员工的工作模式和形态发生了巨大的变化,虚拟云、虚拟客户端、虚拟工作站,甚至虚拟GPU的发展都发生了巨大的变化,无论是应用程序虚拟化还是用户桌面虚拟化,都使得一个企业或组织能够适应当前和可预见的未来的基本工作能力。
此时加大对虚拟化GPU的投入,再次实现了从纯硬件产品到服务商的转型,也符合一直以来的软件发展路径。
延续微信小程序的成功逻辑,当网络带宽不再成为制约因素时,即便是配置不够的桌面也可以进行高计算量的工作或娱乐,这将是未来GPU的重要应用场景。
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